专利名称：泥石流消能结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种泥石流防治技术，尤其是涉及一种泥石流消能结构。
背景技术：
近10年来，国内外在泥石流防治方面取得了长足的进展，比较系统地构建了泥石流拦截、排导工程技术体系，通过控制水源、物源的工程及非工程技术体系，成功地开发了拦渣坝、排导槽、导流槽、导流堤、渡槽、淤积坝、速流结构、泥石流隧道等防治技术，用于公路、铁路沿线以及小流域的泥石流治理，发挥了重要的作用。200320115126.0、200420061906.6等专利文献记载有上述技术。
泥石流防治结构设计时所需的荷载主要为泥石流冲击力，影响防治结构使用耐久性的主要为结构的抗磨蚀性能。从能量角度分析，泥石流冲击力的本质即为泥石流的冲击能量，泥石流防治的根本出发点则是减少或消除泥石流冲击能量，以及改变泥石流冲击能量的输运方向或输运速度。
目前，准确量化实际泥石流或高含沙水流的冲击力是一项国际性难题，以至于防治结构设计的荷载依据通常显得不足，这也是四十余年来泥石流防治效果不太显著、防治技术进展缓慢的主要原因。因此，从泥石流防治新结构、新材料、新工艺等方面，构建完善的泥石流防治技术体系、发挥防治结构的防治效果，极为迫切。
发明内容
本实用新型是针对速流结构、排导槽和渡槽等泥石流(或水流)等排导防治结构的内部进行改进，以减小泥石流(或高含沙水流)对防治结构的冲击和磨蚀作用，提高防治结构的实际使用年限；增大泥石流(或高含沙水流)在排导结构内的排泄速度，增强排导结构的排导性能。
实现本实用新型技术目的的技术解决方案为一种泥石流消能结构，包括排导结构，在排导结构的底部构建由一系列准台阶状的消能齿构成的消能结构，消能结构的宽度与排导结构的底部宽度等宽，消能齿角缘的连线为排导结构的理想槽底线。
消能结构位于排导结构的中下部，占据排导结构总长度的三分之一左右。消能结构开始端和末尾端消能齿的台阶高度较小、阶面较宽，中间段消能齿的台阶高度较大、阶面较窄。消能齿的阶面为边缘略高的倾斜的阶面，阶坎与水平面垂直，角缘(又称为阶缘)为弧形。阶面与水平面的倾角θ＝5°～10°，阶面宽度a、阶坎高度b及角缘的半径R之间的关系为b＝0.2～1.0m；a＝(2～4)b；R＝(0.2～0.8)m)。
本实用新型的技术效果是1、泥石流体进入速流结构、排导槽及渡槽等排导结构后，在消能结构段产生漩滚，顶托泥石流体，弱化泥石流体对排导结构的冲击和磨蚀作用，延长结构的实际使用年限，可使排导结构由目前的使用年限为5～8年延长到15年左右。2、泥石流进入消能结构后可增大泥石流的流速，增大幅度在30～35％左右，达到快速排导泥石流的作用。
图1和图2为两种排导结构内的消能结构；图3为消能结构的功能图示；图4为消能齿的参量设计图。
附图中，1为排导结构，2为消能结构，3为泥石流体、4为滚动涡旋。
具体实施方式
一种泥石流消能结构，包括排导结构1，其特征在于在排导结构1的底部构建由一系列准台阶状的消能齿构成的消能结构2，消能结构2的宽度与排导结构1的底部宽度等宽，消能齿角缘(阶缘)的连线为排导结构1的理想槽底线，即与排导结构底部曲线相切的切线。排导结构1为速流结构、排导槽、渡槽等泥石流防治结构，图1所示的排导结构1为速流结构，图2所示的排导结构1为排导槽。
如图3所示，泥石流进入消能结构2后，在消能齿因滚动涡漩4的产生而在理想槽底线以上产生滑托水流，减小高速泥石流体3对排导结构1底部的冲击和磨蚀；同时，由于泥石流体3受到结构底部的摩阻作用而加快流动速度，进而发挥消能结构消能、减阻、增速作用。
消能结构2位于排导结构1的中下部，这些部位是泥石流对防治结构冲击、磨蚀最严重的部位。排导结构1内消能结构2所占长度与泥石流流量及冲击、磨蚀动力有关，消能齿构成的消能结构2占据排导结构1总长度的三分之一左右。
消能结构2开始端和末尾端的消能齿的台阶高度较小、阶面较宽，中间段的台阶高度较大、阶面较窄。
消能齿的阶面为边缘略高的倾斜的阶面，称为迎冲面，迎冲面承受着泥石流体的冲击和磨蚀作用，阶坎与水平面垂直，称为背冲面，角缘为弧形。
阶面与水平面的倾角θ＝5°～10°，阶面宽度a、阶坎高度b及角缘的半径R之间的关系为b＝0.2～1.0ma＝(2～4)bR＝(0.2～0.8)m)消能齿由钢筋混凝土或其他圬工材料现场浇筑而成，迎冲面及角缘采用强度较高、韧性较强的材料浇筑。
中国境内泥石流数量众多、灾害严重，对铁路、公路及自然生态环境具有强烈的破坏作用，迄今已经实施了规模大小不等的排导结构数千个，但重复修建的周期较短。仅究公路及铁路系统而言，本实用新型可用于上述速流结构、渡槽、排导槽等排导结构，因延长防治结构的使用年限而可节约经费数百亿元；本实用新型也可用于我国方兴未艾的水利水电工程，高含沙水流的抗冲磨工程设计。
权利要求1.一种泥石流消能结构，包括排导结构(1)，其特征在于在排导结构(1)的底部构建由一系列准台阶状的消能齿构成的消能结构(2)，消能结构(2)的宽度与排导结构(1)的底部宽度等宽，消能齿角缘的连线为排导结构(1)的理想槽底线。
2.根据权利要求1所述的泥石流消能结构，其特征在于消能结构(2)位于排导结构(1)的中下部，占据排导结构(1)总长度的三分之一左右。
3.根据权利要求2所述的泥石流消能结构，其特征在于消能结构(2)开始端和末尾端消能齿的台阶高度较小、阶面较宽，中间段消能齿的台阶高度较大、阶面较窄。
4.根据权利要求1、2或3所述的泥石流消能结构，其特征在于消能齿的阶面为边缘略高的倾斜的阶面，阶坎与水平面垂直，角缘为弧形。
5.根据权利要求4所述的泥石流消能结构，其特征在于阶面与水平面的倾角θ＝5°～10°，阶面宽度a、阶坎高度b及角缘的半径R之间的关系为b＝0.2～1.0ma＝(2～4)bR＝(02～0.8)m)
专利摘要本实用新型公开了一种泥石流消能结构，其技术方案为在排导结构的底部构建由一系列准台阶状的消能齿构成的消能结构，消能结构的宽度与排导结构的底部宽度等宽，消能齿角缘的连线为排导结构的理想槽底线。本实用新型的技术效果为弱化泥石流体对排导结构的冲击和磨蚀作用，延长结构的实际使用年限；增大泥石流的流速，达到快速排导泥石流的作用。
文档编号E02B1/00GK2832899SQ20052001027
公开日2006年11月1日 申请日期2005年11月9日 优先权日2005年11月9日
发明者陈洪凯, 唐红梅 申请人:陈洪凯, 唐红梅